KR101656508B1 - Preparation and Utilization Method of Eco-friendly Coolant using Starch - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전분을 이용한 친환경 냉매제의 제조 사용방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 전분을 이용한 친환경 냉매제는 전분을 포함하는 탄수화물류 90 ~ 99중량%와, 폴리비닐알콜(PVA)을 포함하는 수용성 고분자혼합물 1 ~ 10 중량%로 조성되며, 사용시 물에 풀어 사용되며, 전분을 포함하는 탄수화물류 90 ~ 99중량%와 폴리비닐알콜(PVA)을 포함하는 수용성 고분자혼합물 1 ~ 10 중량%을 용기에 담은 후, 물을 통해 용기를 간접 가열하여 끓는 물에서 용기의 액을 30분 내지 100분 동안 저으면서 냉매제를 제조한다.
본 발명에 의하면, 냉매제를 간단히 제조할 수 있으며, 냉매제의 폐기 시에 물에 분해되어 하수구 등의 막힘 현상이 없고 인체에 무해하며 사용이 용이하다는 효과가 있다.
The present invention relates to a method for producing and using an eco-friendly refrigerant using starch.
The eco-friendly refrigerant using starch according to the present invention is composed of 90 to 99% by weight of carbohydrates including starch and 1 to 10% by weight of a water-soluble polymer mixture containing polyvinyl alcohol (PVA) , 90 to 99% by weight of a carbohydrate containing starch and 1 to 10% by weight of a water-soluble polymer mixture containing polyvinyl alcohol (PVA) are indirectly heated through water, Is stirred for 30 minutes to 100 minutes to prepare a refrigerant.
According to the present invention, a refrigerant can be easily produced, and when the refrigerant is disassembled, the refrigerant is decomposed into water to prevent clogging of sewage, etc., and is harmless to the human body and is easy to use.

Description

전분을 이용한 친환경 냉매제의 제조 사용방법{Preparation and Utilization Method of Eco-friendly Coolant using Starch}Preparation and Utilization Method of Eco-friendly Coolant using Starch [

본 발명은 전분을 이용한 친환경 냉매제의 제조 사용방법에 관한 것으로서, 냉각능력이 우수하고 폐기 시에 물에 분해되어 하수구 등의 막힘 현상이 없고 인체에 무해하며 사용이 용이한 전분을 이용한 친환경 냉매제의 제조 사용방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing and using an eco-friendly refrigerant using starch, and more particularly, to an eco-friendly refrigerant using starch which is excellent in cooling ability and decomposed in water to prevent clogging of sewage, And a method of using the same.

체감온도는 물체 표면의 열교환 상태에 따라 좌우되는 데, 이것은 기온 뿐만 아니라 풍속, 습도, 일사(日射) 등 기상요인이 종합되어 작용함으로써 결정된다. 그러나 이러한 변화율 외에 착의(着衣)나 거주상태, 심리상태에 의해서도 변동한다. 실효온도(實效溫度)를 비롯하여 여러 가지 체감온도 산정방식이 고안되었다. 예를 들면, 근년에 불쾌지수(不快指數)라는 것이 광범위하게 쓰이게 되었는데, 이것도 기온과 습도를 조합한 일종의 체감온도라고 볼 수 있다. 또한, 풍속이나 일사도 고려하여 체감온도를 결정할 수도 있다.The sensation temperature depends on the heat exchange state of the surface of the object, which is determined by not only the temperature but also the weather factors such as wind speed, humidity and solar radiation. However, in addition to this rate of change, it also varies depending on clothing, residence status, and mental state. Various effective temperature estimation methods including effective temperature have been devised. For example, in recent years, the discomfort index (discomfort index) has become widely used, which is also a kind of sensation temperature combining temperature and humidity. Also, the bodily sensation temperature can be determined in consideration of wind speed and solar radiation.

일반적으로 하절기나 더운 열기에 노출되는 작업현장에서 계속적으로 일을 해야 하는 작업자들은 별도의 보냉수단이 없으므로 작업하기 매우 힘이 드는 실정이며, 무더위로 땀을 많이 흘리게 되어 체력이 저하될 뿐만 아니라 작업능력도 감소되는 문제점이 있었다.In general, workers who have to work continuously in the worksite exposed to the summer or hot heat are not able to work because they do not have a special cooling means, and they suffer from a lot of sweating due to heat, .

이러한 문제점을 해소하기 위하여 조끼나 바지와 같은 의류 내측에 다수개의 아이스팩을 수납하여 착용함으로써 더위를 줄일 수 있도록 한 보냉의류가 출시되고 있다.In order to solve such a problem, there is a cold-opened garment which is capable of reducing heat by accommodating a plurality of ice packs inside a garment such as a vest or pants.

상기한 바와 같은 보냉의류 등에 사용되는 아이스팩은 내부에 냉매제가 들어 있는 방수성의 팩(pack)으로 이루어지며, 이러한 아이스팩을 저온에서 동결시켜 두었다가 더운 열기에 노출될 때 이러한 아이스팩을 수용할 수 있는 조끼 등과 같은 의류의 주머니 등에 투입, 의류의 착용에 의해 인체에 근접한 곳에서 상기한 아이스팩의 해동 동안의 열의 흡수를 통하여 착용자가 시원함을 느낄 수 있도록 한다. 또한, 시중에는 냉매제를 이용하여 만든 아이스팩 등과 같은 제품이 일부 개발 및 판매되고 있다. 이러한 제품들은 냉매제를 그 용도의 온도에 알맞게 일정한 온도를 유지시키는 역할을 한다. 이 온도로 유지하고자 하는 것은 사람이나 사물의 온도를 뜻하는데, 사람의 경우, 뜨겁거나 혹은 차가운 정도를 체감온도라고도 한다.The ice pack used in the above-described cold packed clothes is made of a waterproof pack containing a refrigerant therein. When the ice pack is frozen at a low temperature and exposed to hot heat, A bag of the same garment or the like, and absorbs heat during thawing of the ice pack at a place close to the human body by the wear of clothes, so that the wearer can feel cool. In addition, some products such as ice packs made using a refrigerant have been developed and marketed on the market. These products serve to keep the refrigerant at a constant temperature to suit the temperature of the application. What we want to maintain at this temperature is the temperature of a person or object. In the case of humans, the degree of hot or cold is also referred to as the sensation temperature.

아이스팩은 현재 시중에 판매, 등록되고 있는 제품으로서는 조끼용, 머플러용, 박스용, 매트용 등 다양한 제품이 있으나, 이러한 아이스팩에 사용되는 종래의 냉매제의 경우, 아이스팩을 구성하는 포장지의 주입구를 통하여 물 또는 친수성기의 알코올 또는 디올 화합물, 친수성의 수산기 작용을 대신할 수 있는 폴리비닐피롤리돈을 넣고 냉각시키는 방법을 사용하였으나, 일회용이라는 단점을 가지고 있었으며, 이러한 형태로서는 일회용의 단점을 보완할 수가 없었다.There are various products such as vests, mufflers, boxes, mats, etc., which are currently marketed and registered in the market, but in the case of conventional refrigerants used in such ice packs, Or a polyvinylpyrrolidone which can substitute for the action of a hydrophilic hydroxyl group was added and cooled. However, this method was disadvantageous in that it was disposable. In this form, disadvantages of disposable use could not be compensated.

이러한 단점을 보완한 기술로서, 투명하고 높은 흡수성을 가지는 판상형태의 수지를 제조함으로서, 화재의 2차적인 위험을 방지할 수 있는 방화유리, 강한 충격에 견딜 수 있는 선박, 비행기 등의 풍방유리, 식물의 배양, 냉매역할을 하는 얼음의 대체물질 등에 사용 가능한 수지를 제조하는 기술이 한국공개특허 제2002-0022748호로 개시되어 있다.As a technique to overcome such disadvantages, fireproof glass which can prevent a secondary danger of fire by producing a plate-shaped resin having transparency and high absorbency, ships which can withstand a strong impact, air glass such as airplanes, A technique for producing a resin usable for culturing plants, a substitute material for ice serving as a refrigerant, and the like are disclosed in Korean Patent Publication No. 2002-0022748.

또한, 고흡수성수지와 물의 혼합물에 더해 친수성의 수산기 작용을 대신할 수 있는 수용성 고분자혼합물로서 폴리비닐알코올과 폴리비닐피롤리돈의 혼합물을 혼합하여 이루어지는 냉매제가 한국공개특허 제2011-0057707호로 개시되어 있다. Further, a refrigerant obtained by mixing a mixture of polyvinyl alcohol and polyvinylpyrrolidone as a water-soluble polymer mixture which can replace the hydrophilic hydroxyl function in addition to the mixture of the superabsorbent resin and water is disclosed in Korean Patent Publication No. 2011-0057707 have.

그런데, 이러한 냉매제는 고흡수성 수지가 폐기시에 하수구 등의 관로를 막히게 하는 우려가 있고, 인체에 유해한 경우도 있어 사용이 제한되고 있다.However, such a refrigerant has a concern that the superabsorbent resin may clog a pipeline such as a sewer upon disposal, and may be harmful to the human body, which limits its use.

한국공개특허공보 제10-2002-0022748호Korean Patent Publication No. 10-2002-0022748

한국공개특허공보 제10-2007-0020368호Korean Patent Publication No. 10-2007-0020368

한국공개특허공보 제10-2011-0057707호Korean Patent Publication No. 10-2011-0057707

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 냉각능력이 우수하고 폐기 시에 물에 분해되어 하수구 등의 막힘 현상이 없고 인체에 무해한 전분을 이용한 친환경 냉매제의 제조 사용방법을 제공하는 데 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a process for producing an environmentally friendly refrigerant using starch which is excellent in cooling ability and decomposed in water to prevent clogging of sewage, Method.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 전분을 이용한 친환경 냉매제의 제조 사용방법은 전분을 포함하는 탄수화물류 90 ~ 99중량%와, 폴리비닐알콜(PVA)을 포함하는 수용성 고분자혼합물 1 ~ 10 중량%로 조성되며, 사용시 물에 풀어 사용된다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a method for producing and using an eco-friendly refrigerant using starch, which comprises: mixing 90 to 99% by weight of carbohydrates including starch, 1 to 10% by weight of a water-soluble polymer mixture containing polyvinyl alcohol (PVA) And it is used in water when used.

전분을 이용한 친환경 냉매제의 제조 사용방법은 전분을 포함하는 탄수화물류 90 ~ 99중량%와 폴리비닐알콜(PVA)을 포함하는 수용성 고분자혼합물 1 ~ 10 중량%을 용기에 담은 후, 물을 통해 용기를 간접 가열하여 끓는 물에서 용기의 액을 30분 내지 100분 동안 저으면서 냉매제를 완성시킨다.Preparation of Eco-Friendly Refrigerant Using Starch The method of using the starch-containing environmentally-friendly refrigerant is as follows: 90 to 99% by weight of carbohydrates including starch and 1 to 10% by weight of a water-soluble polymer mixture containing polyvinyl alcohol (PVA) Indirect heating to boil the liquid from the boiling water for 30 minutes to 100 minutes to complete the refrigerant.

본 발명에 의한 전분을 이용한 친환경 냉매제의 제조 사용방법에 의하면, 냉매제를 간단히 제조할 수 있으며, 냉각능력이 우수하고 냉매제를 폐기시에 물에 분해되어 하수구 등의 막힘 현상이 없고 인체에 무해하며 사용이 용이하다는 효과가 있다.According to the manufacturing method of the eco-friendly refrigerant using the starch according to the present invention, the refrigerant can be easily produced, and the refrigerating ability is excellent, and when the refrigerant is decomposed in water, it is free from clogging of the sewer and is harmless to the human body Is effective.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 의한 전분을 이용한 친환경 냉매제는 전분을 포함하는 탄수화물류 90 ~ 99중량%와, 폴리비닐알콜(PVA)을 포함하는 수용성 고분자혼합물 1 ~ 10 중량%로 조성된다.The eco-friendly refrigerant using starch according to the present invention is composed of 90 to 99% by weight of carbohydrates including starch and 1 to 10% by weight of a water-soluble polymer mixture containing polyvinyl alcohol (PVA).

탄수화물류는 임의의 적합한 탄수화물일 수 있고, 그 예에는 글루코스, 말토스, 말토트리오스, 락토스, 프럭토스, 슈크로스 및 이의 혼합물이 있다. 당은 단당류, 이당류, 삼당류, 사당류, 오당류, 육당류 및 이의 혼합물 중에서 선택될 수 있다. 소르비톨 및 말티톨과 같은 전술한 당의 당 알코올이 본 발명에 사용될 수 있다. 탄수화물은 순수 용액으로 제공될 수 있으나, 보통 이러한 탄수화물의 급원으로서 탄수화물을 함유한 공업용 폐기류가 사용된다는 점에서 다른 물질과의 혼합물로 제공되는 것이 일반적이다. 탄수화물은 다양한 농예산물, 예컨대 옥수수, 밀, 보리, 귀리, 사탕수수, 사탕무 등으로부터 수득할 수 있다. 적당한 당에는 옥수수 전분당, 감자 당(cane sugar), 사탕무 당, 사탕수수 당, 단풍 당, 밀 전분당, 타피오카 당, 감자 전분당(potato sugar), 카사바 당 및 마니오카 당이 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.Carbohydrates may be any suitable carbohydrate, examples of which include glucose, maltose, maltotriose, lactose, fructose, sucrose, and mixtures thereof. The sugar may be selected from a monosaccharide, a disaccharide, a trisaccharide, a saccharide, a saccharide, a saccharide, and a mixture thereof. Sugar alcohols of the foregoing sugars such as sorbitol and maltitol can be used in the present invention. The carbohydrate may be provided as a pure solution, but is usually provided in a mixture with other materials in that industrial waste streams containing carbohydrates are typically used as sources of such carbohydrates. Carbohydrates may be obtained from a variety of agricultural products, such as corn, wheat, barley, oats, sugarcane, sugar beets, and the like. Suitable sugars include corn starch, cane sugar, sugar beet sugar, sugar cane sugar, maple sugar, wheat starch sugar, tapioca sugar, potato sugar, cassava sugar and manioca sugar, It is not.

수용성 고분자혼합물은 상기 물을 흡수한 고흡수성 수지와 함께 사용되어 수득되는 냉매제의 온도특성을 향상시키는 데 도움을 주며, 수용성 고분자혼합물을 함께 사용하는 것에 의하여 냉각속도를 더 빠르게 하고, 또한 해동시에도 더 낮은 온도상태를 더 오래 유지시키도록 하는 기능을 한다. 수용성 고분자혼합물은 폴리비닐알코올, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 히드록시프로필메틸셀룰로오스, 폴리테트라메틸렌에테르글리콜 들로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 수용성 고분자물질과 폴리비닐피롤리돈을 혼합하여 이루어진다.The water-soluble polymer mixture helps to improve the temperature characteristics of the refrigerant obtained by using the water-absorbing superabsorbent resin, and by using the water-soluble polymer mixture together, the cooling rate is further increased, It functions to keep the lower temperature condition longer. The water-soluble polymer mixture is prepared by mixing a water-soluble polymer material selected from the group consisting of polyvinyl alcohol, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, hydroxypropyl methylcellulose, and polytetramethylene ether glycols and polyvinylpyrrolidone.

본 발명에 의한 전분을 이용한 친환경 냉매제는 물 중탕기를 준비한 후, 전분을 포함하는 탄수화물류 90 ~ 99중량%와 폴리비닐알콜(PVA)을 포함하는 수용성 고분자혼합물 1 ~ 10 중량%을 용기에 담은 후, 물 중탕기의 물을 통해 용기를 간접 가열하여 끓는 물에서 용기의 액을 30분 내지 100분 동안 저으면, 친환경 냉매제가 간단히 제조된다.The eco-friendly refrigerant using the starch according to the present invention is prepared by preparing a water bath and then adding 90 to 99% by weight of carbohydrates including starch and 1 to 10% by weight of a water-soluble polymer mixture containing polyvinyl alcohol (PVA) , Indirectly heating the vessel through the water in the water boiler to reduce the vessel liquid from boiling water for 30 minutes to 100 minutes, an eco-friendly refrigerant is simply produced.

이와 같이 제조된 친환경 냉매제는 사용시 물에 풀어 적절한 점도를 갖게 하여 사용한다.The eco-friendly refrigerant thus prepared is dissolved in water to give an appropriate viscosity.

표 1은 상기 제조방법으로 제조되는 친환경 냉매제로 사용가능한 녹말(감자 전분)과 폴리비닐알콜(PVA)의 중량비를 나타낸다. 전분과 PVA를 합쳐 100g을 기준으로 물 400g에 풀어 사용할 때 사용가능여부를 나타낸다. Table 1 shows the weight ratios of starch (potato starch) and polyvinyl alcohol (PVA) usable as eco-friendly refrigerants manufactured by the above-mentioned production method. Combination of starch and PVA, based on 100g of water, indicates whether the product can be used in 400g of water.

녹말(g)Starch (g) PVA(g)PVA (g) 물(g) Water (g) 사용가능여부availability 9999 1One 400400 적정proper 9898 22 적정proper 9797 33 적정proper 9696 44 적정proper 9595 55 적정proper 9494 66 적정proper 9393 77 부적합incongruity

상기 표 1에 나타난 PVA가 많을수록 점도가 높아지며 이에 따라 물의 양을 증가시킬 수 있다. 그러나 녹말(감자 전분)과 PVA의 전체 중량(100g)을 물 400g에 풀 때, PVA가 7g 이상이 되면 냉매제가 고점도가 되어 사용이 불가능하게 됨을 알 수 있다.The more PVA shown in Table 1, the higher the viscosity and thus the amount of water can be increased. However, when the total weight (100 g) of starch (potato starch) and PVA is dissolved in 400 g of water, when the PVA is 7 g or more, the refrigerant becomes highly viscous and becomes unusable.

표 2는 종래 한국공개특허 제2011-0057707호에 나타난 고흡수성수지와 수용성 고분자물질을 포함하는 냉매(비교예 1 및 비교예 2)와 본 발명의 실시예 1에 의한 녹말(감자 전분)을 이용한 친환경 냉매제를 비교하여 나타낸 표로서, 해동과정에서 시간의 흐름에 따른 온도변화를 시험한 시험예이다.Table 2 shows the results obtained by using the refrigerant (Comparative Example 1 and Comparative Example 2) containing the superabsorbent resin and the water-soluble polymer substance shown in Korean Patent Laid-Open No. 2011-0057707 and the starch (potato starch) according to Example 1 of the present invention This table is a comparison of environmentally friendly refrigerants and shows a test example in which the temperature changes with time in the thawing process.

비교예 1은 고흡수성수지 5g과 폴리비닐알콜 20g을 물 475g에 혼합하여 전체 500g으로 한 냉매제를 사용하고, 비교예 2는 고흡수성수지 5g과 디에틸렌글리콜 20g을 물 475g에 혼합하여 전체 500g으로 한 냉매제를 사용하고, 본 발명의 실시예 1은 녹말(감자 전분) 95g과 폴리비닐알콜 5g을 물 400g에 혼합하여 전체 500g으로 한 친환경 냉매제를 사용하였다.In Comparative Example 1, 5 g of a superabsorbent resin and 20 g of polyvinyl alcohol were mixed with 475 g of water to make a total of 500 g. In Comparative Example 2, 5 g of a superabsorbent resin and 20 g of diethylene glycol were mixed in 475 g of water, In Example 1 of the present invention, an eco-friendly refrigerant was used in which 95 g of starch (potato starch) and 5 g of polyvinyl alcohol were mixed with 400 g of water to make a total of 500 g.

시험은 비교예 1과 비교예 2 및 실시예 1의 냉매제를 준비하고 -20℃에서 상온(25℃)에 노출시켜 해동과정에서 시간의 흐름에 따른 온도변화를 측정하였다.In the test, the refrigerant of Comparative Example 1, Comparative Example 2 and Example 1 was prepared and exposed to room temperature (25 ° C) at -20 ° C to measure the temperature change over time during thawing.

해동시간Thawing time 비교예 1
(℃)
Comparative Example 1
(° C)
비교예 2
(℃)
Comparative Example 2
(° C)
실시예 1(본 발명)
(℃)
Example 1 (Present invention)
(° C)
0분0 minutes -20-20 -20-20 -20-20 1분1 minute -17-17 -17-17 -19-19 15분15 minutes -16-16 -8-8 -19-19 30분30 minutes -3-3 -5-5 -10-10 45분45 minutes -3-3 -3-3 -7-7 1시간1 hours -3-3 -3-3 -6-6 2시간2 hours -2-2 -2-2 -4-4 3시간3 hours -1-One -1-One -2-2 4시간4 hours -1-One -1-One -1-One 5시간5 hours 00 00 -1-One 6시간6 hours 0.80.8 1.21.2 00 7시간7 hours 66 77 0.50.5 8시간8 hours 88 88 1One 9시간9 hours 88 99 22 10시간10 hours 1010 1111 44

표 2에서 나타난 바와 같이 본 발명의 실시예 1에 의한 냉매제는 비교예 1 및 비교예 2의 종래 냉매제에 비해 냉각능력이 더욱 우수하여 서서히 해동된다는 것을 알 수 있다.
As shown in Table 2, it can be seen that the refrigerant according to Example 1 of the present invention is more excellent in cooling ability than the conventional refrigerants of Comparative Example 1 and Comparative Example 2, and thawed gradually.

한편, 본 명세서에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.The embodiments of the present invention disclosed herein are intended to be illustrative only and not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

본 발명은 보냉팩, 아이스팩 등과 같은 냉기를 필요로 하는 산업에서 이용될 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in industries requiring cold air such as cold storage packs, ice packs and the like.

Claims (2)

삭제delete 전분을 포함하는 탄수화물류 94 ~ 99중량%와 폴리비닐알콜(PVA)을 포함하는 수용성 고분자혼합물 1 ~ 6 중량%을 용기에 담은 후,
물을 통해 용기를 간접 가열하여 끓는 물에서 용기의 액을 30분 내지 100분 동안 저으면서 냉매제를 완성시키며,
상기 냉매제를 사용시, 상기 냉매제 100g에 대해 물 400g의 비율로 물에 풀어 사용하는 것을 특징으로 하는 전분을 이용한 친환경 냉매제의 제조 사용방법.
A container is filled with 94 to 99% by weight of a carbohydrate containing starch and 1 to 6% by weight of a water-soluble polymer mixture containing polyvinyl alcohol (PVA)
Indirectly heating the container through water, stirring the liquid of the container in boiling water for 30 minutes to 100 minutes to complete the refrigerant,
Wherein when the above-mentioned refrigerant is used, 100 g of the refrigerant is dissolved in water at a ratio of 400 g of water, and then the mixture is used for manufacturing and using the eco-friendly refrigerant.
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